​美国核聚变取得重大突破，“人造太阳”越来越近了，中国呢？

根据外媒消息，美国能源部劳伦斯.利弗莫尔国家实验室的可控核聚变“国家点火装置（NIF）”在十一月底的一次实验中，用2.1兆焦的能量输入，测量到2.5兆焦的能量输出，能量净收益达到400千焦，相当于输出的能量比注入的能量还要多。

而且美国将于当地时间12月13日召开新闻发布会公布这个实验结果。

看到这个消息之后，我相信不仅科学家兴奋，广大网友也非常兴奋。

一直以来，可控核聚变都被视作人类最理想的能源之一，根据国际原子能机构给出的定义，核聚变是模仿太阳的原理， 使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核，结合期间释放出大量的能量，所以核聚变也被称作人造太阳。

如果可控核聚变真的能够应用在实际当中，将会彻底摆脱战争纷争等各种困扰。

过去几百年，人类之所以不断陷入战争当中，其实大多时候都是因为能源战争引起的，很多西方国家为了争取石油控制权，不惜发动战争，到处点火，所以引起了全球局部地区的动乱。

假如可控核聚变技术能够实现量产，能够为人类使用，或许可以改变这种局面。

可控核聚变是以氢的同位素氚和氘作为原料，其中地球上的氘含量是非常丰富的，据科学家预测，地球上的氘含量大约是40万亿吨，可以说取之不尽用之不竭。

只不过氚的含量非常稀少，自然界当中几乎很难收集，目前氚大多都是通过人工实验室合成的，一般是将碳酸锂或者氟化锂合金作为靶材，通过核反应方式，轰击再从中获取氚，但通过这种方式获取的氚价格非常昂贵，即便未来人类掌握核聚变技术了，但如何生产出足够量的氚是一个难题。

但是对于第2代核聚变来说，原材料就不是什么大难题了，第2代核聚变原材料主要以氘和氦3作为原材料进行反应。

虽然地球上的氦3产量很少，但月球的氦3储量却非常丰富，根据科学家预测，保守估计至少达到100万吨以上。

而以氦3作为原材料的核聚变，一吨氦3产生的电量就足够全球所有国家使用一年以上，到时人类就不用担心石油煤炭等能源枯竭带来的灾难。

更关键的是核聚变除了可以提供大量的能源之外，这种能源非常清洁，没有污染，而且安全性非常高，所以是真正的理想能源。

只不过可控核聚变虽然是非常理想的能源，但是技术难度非常大。

核聚变需要在1亿℃的高温装置当中运行，另外还需要将离子长时间约束在有限的空间中，而且拥有足够高的密度。

这些技术难度都是非常大的，虽然过去几十年人类一直投入大量的资金，人力物力进行研究，但并没有取得实质性的突破，很多技术仍然停留在实验阶段。

而且从各个国家实验的数据来看，从1950年开始研究核聚变到现在，人类从来没有取得过输出能量超过所消耗能量的数据，也就是说核聚变基本上都停留在能源消耗大于能源输出的状态，根本没法为人类所用。

所以这一次美国实验室能够实现“净能量增益”具有非常大的意义，这意味着人类离掌握可控核聚变技术又近了一步，未来人造太阳将成为可能，如果这个技术成熟了，人类就可以用很少的原料实现大量的能源输出。

不过看到这个很多网友可能担心，如果美国未来真的掌握可控核聚变技术了，到时全球的能源格局，甚至经济格局都会发生很大的变化，美国将进一步加强他们在全球的地位，到时我们可能会处于很被动的地位。

所以很多人都替我们捏一把汗，美国的核聚变已经实现能量增益了，那我国的可控核聚变技术发展到什么样的水平了呢？我们在核聚变技术上会不会被卡脖子？

针对大家这些疑问，我们来了解一下我国核聚变的研究历史，以及目前所处的状态。

我国核聚变研究始于上世纪50年代，到了1965年，核工业西南物理研究院在四川建立，成为了我国最早的聚变研究专业院所。

到了到上世纪70年代末到80年代初，我国开始在托卡马克型装置上进行了重点研究。

1984年，核西物院建成中国环流器一号（HL-1），这是我国自主设计建造的第一个聚变大科学工程装置。

到了上世纪90年代，我国制定了热堆、快堆、聚变堆的“三步走”核能发展战略。

到了2006年，我国在合肥建成了世界上首个全超导非圆截面托卡马克实验装置(EAST)，当年9月28日，EAST首轮物理放电实验取得成功。

2009年，中国环流器2号M装置项目正式批复立项。

只不过核聚变是非常难的一个技术，光靠我国研究还不够，所以我国也积极加入到国际核聚变研究组织当中。

2006年11月21日，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方正式签署ITER(国际热核聚变实验堆)计划的联合实施协定及相关文件。

ITER计划是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，也是世界上在建的最大、最复杂的托卡马克装置，也是技术最先进的“人造太阳”，这个装置高30米，直径28米，重达1万吨，总花费将超过100亿欧元。

在这个计划当中，中国承担了ITER装置9%的采购包制造任务，如包层第一壁就由我国承担制造，我国也成为除欧盟外承担任务最多的国家。

而且在承担ITER部分任务研发的过程当中，我国也取得了很多突破性的技术，在装置物理与结构设计、特殊材料研制、材料连接与关键部件研发、极端条件精密制造、总装集成等方面取得了多项突破。

比如攻克了高镍合金双曲面薄壁件大型真空容器模压成型和焊接变形控制等关键技术；

掌握了具有国际先进水平的异形铜合金厚板材制造成型工艺，实现了高强度膨胀螺栓组件的自主国产化；

研制成功国际先进水平的国内首台大型立轴脉冲发电机组。

另外还成功研制了316LN奥氏体控氮不锈钢、镍基718和A286高温合金等材料，这为建造核聚变反应堆提供强有力的技术支撑。

在整体装置上面，我国的技术也实现了很多突破，2020年12月4日，中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术。

这个装置等离子电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体等离子温度可达到1.5亿度，能实现高密度、高比压、高自举电流运行。

到了2022年10月份，HL-2等离子体电流突破100万安培，创造我国可控核聚变装置运行新纪录，使得我国可控核聚变技术跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。

与此同时，我国的EAST托卡马克实验装置也一直不断实现突破，2016年2月，EAST实现在国际上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电；

2018年11月12日，EAST实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破 ；

2021年5月28日，EAST创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍。

2021年12月30日，EAST实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。

从这一串数据可以看出，在可控核聚变技术上面，目前我国已经处于全球前列，当然要说我国跟美国哪个更先进一些，这个没有可比性。

因为我国研究的路线跟美国的研究的路线是不一样的，我国研究的路线主要是托卡马克装置，在这条路线上，目前我国已经处于全球前列的位置。

而美国走的是激光约束路线，他们采用的方式是集中激光射线，从而让一个密闭空间内充满了等离子，这些等离子相互碰撞，最终实现核聚变，这次美国实现技术突破，就是利用激光约束技术实现的。

当然在激光约束路技术上面，我国也有在研究，比如神光系列，只不过在激光约束路线上面跟美国仍然有一些差距。

总之，在可控核聚变研究方面，目前中美欧处于全球第一方阵，只是研究的路线不同而已，所以我们不用担心被别人夹脖子的问题。

而且目前可控核聚变离实际应用还有很远的路要走，还有很多技术需要突破，所以在可控核聚变研究上面，更应该遵循的是国际合作而不能单打独斗。

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